Memória DDR: o que é, como funciona e velocidades

Introdução

DDR (Double Data Rate) é um padrão de memória RAM que substituiu os módulos SDR SDRAM (também conhecidos apenas como "SDRAM") por volta do ano 2000, sendo muito bem recebido no mercado por oferecer mais desempenho que a tecnologia disponível até então.

Descubra nas próximas linhas quais são as principais características das memórias DDR, o seu funcionamento, vantagens e diferenças em relação ao padrão SDR SDRAM.

Links diretos:

- Como a tecnologia DDR surgiu?
- Como as memórias DDR funcionam?
- Nomes e velocidades das memórias DDR
- Aspectos físicos das memórias DDR
- O que é Dual-Channel DDR?

Memória DDR PC-2700 (imagem original: BLUEamnesiac/DeviantArt)
Memória DDR PC-2700 (imagem original: BLUEamnesiac/DeviantArt)

Como a tecnologia DDR surgiu?

Quando o processador Intel Pentium III era destaque no mercado, a taxa padrão de FSB (Front Side Bus), parâmetro que basicamente indicava a velocidade com a qual a CPU se comunicava com a memória RAM, era de 133 MHz, o que se traduzia em transferências de até 1.064 MB por segundo.

Era o final da década de 1990 e início dos anos 2000. Naquela época, era comum o chipset das placas-mãe se comunicar com a memória RAM de acordo com a velocidade desta, não com base na frequência do FSB.

Isso não era problema porque as memórias RAM daquele período igualmente tinham frequência de 133 MHz (as conhecidas memórias SDRAM PC-133) e, portanto, também forneciam taxas de transferência de até 1.064 MB/s (megabytes por segundo).

Com o lançamento de linhas de chips como Intel Pentium 4 e AMD Athlon, esse "equilíbrio" deixou de existir, pois o FSB dos processadores passou a ter mais desempenho, enquanto as memórias continuavam no padrão PC-133, mantendo a frequência em 133 MHz. Nestas condições, o computador poderia não aproveitar todos os recursos de processamento da CPU.

Usuários do Pentium 4 até tinham uma alternativa: utilizar memórias do tipo Rambus (ou RDRAM). Esse tipo era mais rápido do que as memórias PC-133, mas só funcionava com processadores da Intel, possuía preço relativamente elevado e as placas-mãe que o suportavam também costumavam ser caras.

As memórias DDR já eram realidade nessa fase, mas a Intel ainda tentava popularizar as memórias Rambus. Já a AMD precisava de uma alternativa que pudesse trabalhar integralmente com seus novos processadores. A companhia apostou na tecnologia DDR. Então, esse tipo de memória RAM começou a se popularizar, até porque a Intel, logo depois, aderiu a elas.

Mas o simples surgimento das memórias DDR não foi uma solução imediata para os "conflitos" entre memórias RAM e FSB. Somente com o lançamento das memórias DDR é que a tecnologia se tornou realmente eficaz. Você entenderá os motivos a seguir.

Como as memórias DDR funcionam?

As memórias DDR são semelhantes às memórias SDR SDRAM, que trabalham de maneira sincronizada com o processador. O diferencial da tecnologia DDR está em sua capacidade de realizar o dobro de operações por ciclo de clock em relação ao padrão anterior.

Se uma memória SDR SDRAM trabalha a 100 MHz, isso significa que ela realiza 100 milhões de transferências de dados por ciclo de clock. Como uma memória DDR executa o dobro de operações, isso significa que um módulo do tipo lida com 200 milhões de transferência de dados a cada ciclo, mesmo se a frequência for mantida em 100 MHz.

Como isso é possível? Nas memórias, os dados são armazenados em espaços denominados células. Elas são organizadas em forma de matriz, ou seja, são orientadas abstratamente em linhas e colunas. O cruzamento de uma linha com uma coluna forma o que conhecemos como endereço de memória.

Normalmente, pode-se acessar apenas uma linha por vez nas operações de leitura e gravação. Mas as memórias DDR possuem um "truque": elas acessam duas posições diferentes, mas ambas na mesma linha. É por isso que essa tecnologia pode realizar o dobre de operações por ciclo, uma no início deste, outra no final.

Outro diferencial das memórias DDR é o suporte à tensão elétrica de 2,5 V ou 2,6 V. Isso significa que a tecnologia é mais econômica energeticamente do que as memórias SDR SDRAM, que tipicamente trabalham com 3,3 V.

Nomes e velocidades das memórias DDR

Nos módulos SDR SDRAM, há denominações como PC-100 e PC-133, onde o número indica a frequência. Assim, o termo PC-133 informa que o módulo trabalha a 133 MHz.

Nas memórias DDR isso também ocorre, mas considerando a característica de duplicidade por ciclo. Assim, um módulo DDR-200, por exemplo, trabalha, na verdade, à taxa de 100 MHz.

Existe ainda uma nomenclatura alternativa, que indica a largura de banda em megabytes por segundo com a qual o módulo de memória DDR é capaz de trabalhar. Um exemplo é a memória PC-1600, que suporta largura de banda de até 1.600 MB/s.

Você também pode encontrar a medida megatransfers por segundo (MT/s) entre as características técnicas das memórias RAM. Esse é um parâmetro que informa com mais precisão a velocidade da memória por descrever quantas transferências de dados estão sendo feitas. 1 MT/s é o mesmo que um milhão de transferências por segundo.

Como as memórias DDR realizam o dobro de operações por ciclo de clock, a quantidade de megatransfers dobra em relação à frequência da memória. Um exemplo são os módulos DDR-200, que têm frequência de 100 MHz e taxa de transferência de 200 MT/s.

A tabela a seguir informa os nomes, frequências, transferências e largura de banda dos principais tipos de memórias DDR:

Tipo Clock Taxa transf. Largura banda
DDR-200 /
PC-1600
100 MHz 200 MT/s 1.600 MB/s
DDR-266 /
PC-2100
133 MHz 266 MT/s 2.133 MB/s
DDR-333 /
PC-2700
166 MHz 333 MT/s 2.666 MB/s
DDR-400 /
PC-3200
200 MHz 400 MT/s 3.200 MB/s

Aspectos físicos das memórias DDR

As memórias DDR mais comuns seguem o padrão DIMM (Dual In-Line Memory Module) e têm uma estrutura de 184 terminais (as áreas metálicas de comunicação existentes no encaixe). Há uma única divisão entre esses contatos para impedir o encaixe incorreto do módulo em seu respectivo slot na placa-mãe.

Memórias DDR também podem ser encontradas seguindo o padrão físico SO-DIMM (Small Outline DIMM) em uma estrutura de 200 terminais, bem como no padrão Micro-DIMM, com 172 contatos. Os padrões SO-DIMM e Micro-DIMM são destinados principalmente a dispositivos de porte pequeno ou compactos, a exemplo de notebooks.

Memória DDR: observe a abertura entre os terminais (imagem original: Kingston)
Memória DDR: observe a abertura entre os terminais (imagem original: Kingston)

O que é Dual-Channel DDR?

O Dual-Channel é uma técnica que faz as memórias DDR transferirem o dobro de dados por vez. Assim, 3.200 MB/s podem se tornar 6.400 MB/s. Essa é uma solução que, até certo ponto, ameniza o fato de as memórias não acompanharem o alto desempenho dos processadores.

Como cada operação de transferência de dados no padrão DDR é de 64 bits (o mesmo que 8 bytes), com o Dual-Channel ativado tem-se então 128 bits (16 bytes).

Isso é possível porque, no chipset da placa-mãe — ou dentro dos próprios processadores, nos modelos atuais —, há um componente chamado controlador de memória que responde por todos os aspectos de acesso e utilização da RAM. É o controlador que permite que módulos DDR funcionem com Dual-Channel.

Para ativar o esquema de Dual-Channel é necessário ter uma placa-mãe com chipset compatível (ou, se for o caso, um processador compatível). Além disso, deve-ser ter pelo menos um par de módulos de memória DDR idênticos ou, recomenda-se, com as mesmas especificações.

Essa igualdade diminui o risco de problemas. Um exemplo de combinação possível: dois módulos DDR-333 com 1 GB, totalizando 2 GB. Se apenas um pente de 1 GB for usado, o computador trabalhará em modo Single-Channel, fazendo o limite da largura de banda ficar próximo de 2.666 MB/s. Com os dois módulos trabalhando em Dual-Channel, a largura de banda máxima se aproxima de 5.332 MB/s.

Em algumas placas-mãe, a simples instalação de um par de memórias DDR com características técnicas similares já é suficiente para o Dual-Channel ser ativado. Em outras, essa ativação deve ser feita manualmente. Consulte o manual da sua placa-mãe para saber como proceder.

Finalizando

Os módulos DDR tiveram grande aceitação no mercado. Mas, como a evolução da tecnologia não para, novos padrões foram desenvolvidos e lançados para aumentar o desempenho das memórias RAM. Com isso, o padrão DDR foi descontinuado.

Para saber mais, acesse os seguintes links relacionados ao assunto:

Publicado em 06_08_2012. Atualizado em 22_05_2024.

Emerson Alecrim Autor: Emerson Alecrim
Graduado em ciência da computação, tem experiência profissional em TI e produz conteúdo sobre tecnologia desde 2001. É especializado em temas como hardware, sistema operacionais, dispositivos móveis, internet e negócios.
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